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    冷卻器正應力的強度條件

    冷卻器正應力的強度條件:

    一般等截面直梁在剪切彎曲時,彎矩最大(包括最大正彎矩和最大負彎矩)的橫截面都是梁的危險截面,在危險截面上下邊緣處所產生的正應力是整個梁在工作時的最大應力,為了保證粱能安全工作,最大工作應力。不能超過材料的許用彎曲應力,即是許用彎曲應力,在如何規定許用彎曲應力這一問題上有兩種不同考慮,一種是取材料的許用拉(壓)應力作為許用彎曲應力,這是偏于安全的一種近似處理。另一種則規定許用彎曲應力略高于同一材料的許用拉(壓)應力,其原因將在以后討論。

    三根梁算得結果列丁當沿梁全長承受均布載時,最大彎矩在梁中央截面,且風皿,于是得從這個例題可以發現,受彎的梁和受拉的桿不同,決定梁的抗彎強度的截面幾何量是抗彎截面模量而不是它的截面面積,所以對于梁來說,存在著所謂的"合理截面"問題。

    三、梁的合理截面

    上邊的例題說明,截面面積相同,但截面形狀不一樣的梁,允許承受的載荷存在著很大差別。這種差別也可以以另一種方式表達出來。例如:當上邊例題中的三種梁承載完全相同時,在它們的危險截面內所產生的彎矩雖然是一樣的,但是上述三種截面內的最大彎曲應力卻分別是:

    工字鋼      矩形立放      矩形平放

    可見,冷卻器為了產生相同的彎矩(或是為了承受相同的彎矩〉,工字形截面上聽產生的最大彎曲應力比矩形截面所產生的要小得多,而矩形截面立放時又比平放時所產生的最大彎曲應力小得多。這是因為梁在受到彎曲變形時,在梁的中性層附近的縱向纖維變形很小,伴隨而生的拉伸和壓縮應力也很小,加上這些應力的作用點至中性軸的距離又非常近,因而靠這部分金屬產生的正應力所構成的彎矩比例就很小,為了產生所要求的彎矩,在橫截面至中性軸遠一些處的應力勢必就要大一些。如果將中性軸附近的、未能充分發揮其作用的金屬移到距中性軸盡可能遠一些的地方去,那么這些金屬就可以產生較原來在中性軸附近時為大的應力,加之"力臂"的增大,從而就可以幫助原來在梁的上下表面處的金屬分擔一部分產生彎矩的任務,從而使橫截面上的最大正應力減小下來,或在金屬截面面積維持不變的條件下,使之能承受更大的彎矩。所以工字形截面、空心矩形截面,都屬梁的合理截面。
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